DE29518322U1

DE29518322U1 - Shock absorber with integrated linear generator for power generation

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Publication number: DE29518322U1
Application number: DE29518322U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Goetz Marga De
Priority date: 1995-11-18
Filing date: 1995-11-18
Publication date: 1996-01-11
Anticipated expiration: 2005-11-19
Also published as: DE19647031A1

Description

BeschreibungDescription

Stoßdämpfer mit Integriertem Lineargenerator zur StromerzeugungShock absorber with integrated linear generator for power generation

Spannungserzeugung durch InduktionVoltage generation by induction

Führt man eine Spule in das Magnetfeld eines Magneten, so entsteht während der Bewegung in der Spule eine Spannung. Man nennt diese Art der Spannungserzeugung Induktion.If you place a coil in the magnetic field of a magnet, a voltage is generated in the coil as it moves. This type of voltage generation is called induction.

Da die Induktion der Bewegung auch Prinzip aller Generatoren ist, spricht man hier vom Generatorprinzip.Since the induction of movement is also the principle of all generators, this is called the generator principle.

Die Größe der induzierten Spannung nimmt im gleichen Verhältnis zu wie die magnetische Flußdichte, die Bewegungsgeschwindigkeit und die wirksame Leiterlänge ( Leiterlänge im Magnetfeld ).The magnitude of the induced voltage increases in the same proportion as the magnetic flux density, the speed of movement and the effective conductor length (conductor length in the magnetic field).

Es sind Lineargeneratoren bekannt, diese werden vorwiegend als Geber elektrischer Signale für elektronische Steuerungen verwendet.Linear generators are known and are mainly used as generators of electrical signals for electronic controls.

Es sind keine Stoßdämpfer oder sonstige Anwendungen bekannt, die mit solch einem Lineargenerator elektrische Energie erzeugen.There are no known shock absorbers or other applications that generate electrical energy using such a linear generator.

Der in den Schutzansprüchen angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Stoßdämpfer zu schaffen der gleichzeitig zu seiner ihm bestimmten Aufgabe, zB. in einem Kraftfahrzeug, (Radaufhängung) den von der Straße durch Unebenheiten erzeugten Stoß zu mindern, auch noch elektrische Energie erzeugt.The invention specified in the protection claims is based on the problem of creating a shock absorber which, at the same time as it performs its intended task, e.g. in a motor vehicle (wheel suspension), to reduce the shock generated by unevenness in the road, also generates electrical energy.

Mit der Erfindung wird erreicht, daß bei jeder Bewegung des Stoßdämpfers, durch die angebrachten Permanentmagnete bzw, Spulen, durch das Gesetz der Induktion elektrische Energie erzeugt wird.The invention ensures that with each movement of the shock absorber, electrical energy is generated by the attached permanent magnets or coils, through the law of induction.

Ein Typisches Einsatzgebiet ist ein Fahrzeug das sich auf einer Straße bewegt, welche in aller Regel Unebenheiten aufweißt. Diese dabei entstehenden Bewegungen werden mit Federn und Stoßdämpfern von der Karosserie ferngehalten. Es entstehen beim fahren ständig Bewegungen zwischen Karosserie und Rädern. Je schneller ein Fahrzeug fährt und je größer die Unebenheiten sind, desto schneller und heftiger sind, die Federwege zwischen Karosserie und Rädern bzw. Radaufhängungen. Diese Energie wird in den Federn und im Stoßdämpfer abgebaut und ist somit verloren. Bei den Bewegungen der Federwege kann mit dem in den Schutzansprüchen beschriebenen Lineargenerator elektrische Energie erzeugt werden. Die so gewonnene Energie kann nach Aufbereitung bzw. Spannungsanpaßung an die Fahrzeugelektrik ins Bordnetz bzw. in den Startakkumulator eingespeist werden. Ein im Fahrzeug befindlicher Bordgenerator kann dadurch unterstützt werden bzw. dieser kann teilweise im leerlauf arbeiten. Bei Fahrzeugen mit vier Rädern bedeutet dies vier Lieneargeneratoren.A typical application is a vehicle that is moving on a road that is usually uneven. These movements are kept away from the bodywork by springs and shock absorbers. When driving, there is constant movement between the bodywork and the wheels. The faster a vehicle travels and the bigger the bumps, the faster and more violent the spring travel between the bodywork and the wheels or wheel suspension. This energy is dissipated in the springs and shock absorbers and is thus lost. During the movements of the spring travel, electrical energy can be generated using the linear generator described in the protection claims. The energy obtained in this way can be fed into the vehicle electrical system or the starter battery after processing or voltage adjustment to the vehicle's electrical system. An on-board generator in the vehicle can be supported in this way or it can partially operate in idle mode. For vehicles with four wheels, this means four linear generators.

Ein relativ großer Nutzen ist besonders bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen vorhanden, dort kann die Energie unmittelbar in den Antrieb einfließen. Auch ist dort große Akkukapazitäten zur Speicherung der elektrischen Energie vorhanden.There is a relatively large benefit, especially in electrically powered vehicles, where the energy can flow directly into the drive. There are also large battery capacities for storing the electrical energy.

In einer weiteren Ausgestaltung nach Fig.4 kann der Lineargenerator nach den Schutzansprüchen auch an Zug oder Druckfedern angekoppelt werden. Das bedeutet bei allen sich gegeneinander beweglichen Teilen ist ein solcher Lineargenerator einsetzbar. .··..··.:··· · In a further embodiment according to Fig.4, the linear generator can also be coupled to tension or compression springs according to the protection claims. This means that such a linear generator can be used for all parts that move against each other. .··..··.:··· ·

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt. Wenn die Magnete auf der äußeren oder inneren Schutzhülle als Elektromagnete Ausgeführt sind. Nehmen wir zum besseren Verständnis als Beispiel ein vorwärts fahrendes Fahrzeug mit 2 Rädern die hintereinander angeordnet sind. Wenn in den vorderen Stoßdämpfern, größere Spannungsimpulse erzeugt werden ( Schlagloch), so kann durch eine entsprechende Geschwindigkeits abhängige elektronische Steuerung, auf die Elektromagneten der hinteren Stoßdämpfer kurzzeitig eine größere Leistung eingebracht werden. Dies ergibt in Folge eine größere Leistungsausbeute des Lineragenerators. Je mehr gefederte Räder ein Fahrzeug hat je größer ist der Leistungsertrag.A further advantageous embodiment of the invention is shown in Fig. 2. When the magnets on the outer or inner protective cover are designed as electromagnets. For a better understanding, let us take as an example a vehicle driving forward with 2 wheels arranged one behind the other. If larger voltage pulses are generated in the front shock absorbers (pothole), a corresponding speed-dependent electronic control can briefly apply a larger amount of power to the electromagnets of the rear shock absorbers. This results in a greater power output from the linear generator. The more sprung wheels a vehicle has, the greater the power output.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand derAn embodiment of the invention is described with reference to

Figuren 1 bis 4 erläutert.Figures 1 to 4 are explained.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 Stoßdämpfer mit Permanentmagnet und InduktionsspulenFig. 1 Shock absorber with permanent magnet and induction coils

Fig. 2 Stoßdämpfer mit Permanentmagnet und Induktionsspulen sowie einem weiteren Permanentmagnet an der äußeren SchutzhülseFig. 2 Shock absorber with permanent magnet and induction coils as well as another permanent magnet on the outer protective sleeve

Fig. 3 Stoßdämpfer mit anders ausgestalteter Induktionsspule mit Eisenkern oder Dynamoblech.Fig. 3 Shock absorber with differently designed induction coil with iron core or dynamo sheet.

Fig. 4 Lineargenerator in einem weiteren Anwendungsfall, Gehäuse ähnlich dem eines Stoßdämpfers, jedoch in einer Zug oder Druckfeder.Fig. 4 Linear generator in another application, housing similar to that of a shock absorber, but in a tension or compression spring.

In Fig. 1 ist ein Stoßdämpfer( 1 ), dessen Kolben { 2 ) ist als Permanentmagnet ausgebildet. Auf der Schutzhülse { 3 } sind Induktionsspulen { 4 ) angebracht. Bei Bewegung des Kolbens ( 2 ) wird in den Induktionsspulen ( 4 ) durch schneiden von Feldlinien des Permanentmagneten { 2 ) elektrische Energie erzeugt.Fig. 1 shows a shock absorber (1) whose piston {2) is designed as a permanent magnet. Induction coils {4) are attached to the protective sleeve {3}. When the piston (2) moves, electrical energy is generated in the induction coils (4) by cutting field lines of the permanent magnet {2).

In Fig. 2 ist in einer weiteren Ausgestaltung von Fig. 1 ein zweiter Permanentmagnet ( 5 ) auf der äußeren Schutzhülse ( 6 ) angebracht. Dieser Magnet { 5 ) verstärkt das Magnetische Feld von Magnet ( 2 ) und somit wird eine größere Leistungausbeute des Lineargenerators erzielt.In Fig. 2, in a further embodiment of Fig. 1, a second permanent magnet (5) is attached to the outer protective sleeve (6). This magnet (5) strengthens the magnetic field of magnet (2) and thus a greater power output of the linear generator is achieved.

In Fig. 3 ist eine Variante der Induktionsspule { 4 ) dargestellt. Diese Spule hat einen Kern aus Weicheisen oder Dynamoblech damit die Feldlinien eine noch größere Induktion bewirken.Fig. 3 shows a variant of the induction coil { 4 ). This coil has a core made of soft iron or dynamo sheet so that the field lines cause an even greater induction.

In Fig.4 ist ein weiteres Einsatzgebiet eines Lineargenerators dargestellt. Der Generator ist ähnlich dem Stoßdämpfer aufgebaut. Diese Abbildung soll zeigen, daß ein Einsatz bei untereinander beweglichen Gegenständen die hier zB. mit einer Feder verbunden sind, möglich ist.Fig. 4 shows another application area for a linear generator. The generator is constructed in a similar way to a shock absorber. This illustration is intended to show that it can be used for objects that move with one another and are connected with a spring, for example.

Claims

Protection claims

1. Shock absorber { 1 ) with integrated linear generator for power generation. Characterized in that the reciprocating piston { 2 ) is designed as a permanent magnet, and an induction coil { 4 ) is arranged around the piston housing ( 3 ), which, like the outer protective tube ( 6 ), is made of magnetically neutral material.

2. Shock absorber according to claim 1, characterized in that more than one induction coil (4) is arranged around the piston housing (3).

3. Shock absorber according to claim 1 , characterized in that more than one permanent magnet is arranged on the piston (2).

4. Shock absorber according to claim 1, characterized in that one or more permanent magnets (5) are attached to the outer protective tube (6).

5. Shock absorber according to claim 4, characterized in that the permanent magnet or magnets (5) are replaced by electromagnets.

6. Shock absorber according to claim 1+2, characterized in that the induction coils (4) are designed with an iron core or with a core made of dynamo sheet.

7. Housing according to claim 1, characterized in that the shock absorber housing only serves as a carrier for magnets and induction coils and is integrated into a spring.

8. Shock absorber according to claim 1, characterized in that electromagnets or permanent magnets are mounted around the piston housing (3). And induction coils are mounted around the outer protective tube (6). The piston does not contain a magnet.

9. Shock absorber according to claim 8, characterized in that induction coils are attached to the piston housing (3) and permanent and/or electromagnets are attached to the outer protective tube (6).